橫掃太空垃圾|《環球科學》新刊導讀

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封面故事 COVER STORY

橫掃太空垃圾

在地球軌道上，數不清的太空垃圾正在以第一宇宙速度疾馳，隨時可能撞擊現役人造衛星。越來越多的太空活動讓太空垃圾逐漸向一場危機演變，因此我們需要構建“迴圈太空經濟”，用可持續的方式利用軌道資源。但不論技術層面還是政策層面，這都是一項成本極高的挑戰。

太空探索 SPACE EXPLORATION

空間碎片防禦術

空間碎片隨時可能會撞擊現役航天器。對於較大的空間碎片，我們可以追蹤它們的軌跡，讓航天器主動躲開；對於較小的空間碎片，航天器可以依靠自身防護結構抵禦衝擊。但現有技術並不能應對所有空間碎片，不同航天器需要的防護等級也千差萬別。並且空間碎片之間的碰撞會產生更多空間碎片，純粹的被動應對只會讓事態愈發嚴重。因此，我們需要開發更先進的技術，主動出擊減少空間碎片。不論是機械抓取，還是雷射燒蝕，甚至還有略顯科幻的太陽帆，這些原本只會出現在科幻想象中的先進技術，正在被日益增長的需求推向現實。

神經科學 NEUROSCIENCE

青春期與超越性思維

每一位青少年，無論智商高低、家庭經濟背景強弱，都具備一種“超越性思考” 的能力。這種能力可以幫助他們超脫當下，找到自己在社會中的位置和人生意義。科學家發現，3個關鍵的大腦網路均與超越性思維有關，並且都存在與後者對應的動態活動模式。超越性思維能力越強，青少年的腦網路活動就越協調，在人生中就越能構建起應對逆境的韌性，最終走向一個更有希望的未來。

統計物理學 STATISTICAL PHYSICS

熵的多重身份

薩維茨基一直對宇宙萬物無法擺脫的熵增定律感到無望，因為這一定律似乎預示著宇宙的終極命運是一個秩序完全崩潰的宇宙。但隨著熵這一概念擴充套件至其他領域，熵開始擁有熱力學熵以外的其他身份。我們認識到，除衡量系統無序度外，熵還可以表徵不確定度，同時從絕對性的一面走向主觀，即系統的無序度或不確定度與觀測者本身有關。但這並不意味著，熵增定律被打破了，實際情況是宏觀有序的表面之下暗藏著微觀無序的增加。我們終究被熵支配。

生態學 ECOLOGY

失速的演化列車

工業化的煤煙讓樺尺蠖的顏色從淺灰色變成了深黑色，這成為了人類活動影響演化的一項經典案例。如今，樺尺蠖的故事正發生在越來越多的動物身上。在人類打造的環境中，動物過上了截然不同的生活，它們會遇到不同的食物、捕食者、光照和棲息地，其中一些隨之演化出了新的生存適應性。人們總是認為，演化只發生在遙遠的地球歷史上，但人為驅動的演化其實正在我們身邊即時上演。問題在於，人類改造地球的速度如此之快，動物們還追得上這輛失速的演化列車嗎？

天文學 ASTRONOMY

超新星奇景

距離我們僅有11000光年的仙后座A是一處無比年輕的超新星遺蹟，它爆發產生的光在約350年前抵達了地球。如此近的時間和空間距離，使得仙后座A一直是重要的天文觀測目標之一。如今，結合韋布空間望遠鏡的最新觀測資料，與其他三臺空間望遠鏡的早期觀測結果，仙后座A正以前所未有的精度清晰地呈現在我們眼前。

神經病學 NEUROLOGY

重新定義阿爾茨海默病

充分了解一種疾病發生的起點，是預防和治癒的關鍵。基於對阿爾茨海默病更充分的認識，一些痴呆專家也在重新界定該疾病的起點，認為當人們出現病理性的生物標誌物時，就意味著已患上該疾病，如果等到出現認知障礙才治療為時已晚。近年來，隨著基於血液和基因篩查的方式逐漸成熟，在人群中識別出潛在患者變得愈發容易，一些藥物的出現也在為早期預防開啟大門。不過一些研究者十分擔心隨著疾病篩查在人群中普及，將帶來多種不良影響。

生態學 ECOLOGY

昆蟲的靜電世界

作為人類，我們大多生活在一個由重力或流體動力學主導的世界，依賴視覺、聽覺和嗅覺感知周圍的一切。然而，在昆蟲尺度的微觀世界裡，重力常常微不足道，真正主宰它們生存的，有時或許是我們幾乎忽略的靜電力。蜜蜂透過靜電感知花朵，蜘蛛用它捕捉獵物，蝴蝶甚至用它躲避天敵——靜電不僅塑造了它們的生存策略，還可能悄然推動著它們的演化。我們此前常常忽略靜電力的生態作用，如今這個隱秘的“靜電生態學”正在揭開自然界中一個全新的維度，挑戰我們對生命的認知。這些看不見的電場，到底如何悄然改變著微觀世界的規則？

人工智慧 ARTIFICIAL INTELLIGENCE

AI文字暗藏水印

生成式AI的問世無疑帶給我們極大的便利，但與之相伴的卻是深度偽造內容的肆虐。當AI生成的內容與人類創作真假難辨，我們要如何判斷眼前內容的來源？科學家提出讓AI主動嵌入可檢測的水印標識，守護資訊的透明與安全。但相比影片與影像，為AI生成的文字新增水印格外困難，研究者需要不斷探尋大語言模型深處的機率世界，尋找能嵌入水印的隱秘縫隙。